船用構(gòu)件力學(xué)性能測試平臺非線性控制方法研究.pdf

1、隨著船舶工業(yè)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)對于船用構(gòu)件的檢測已經(jīng)無法滿足現(xiàn)狀，對船用構(gòu)件多種項目檢測的需求迫在眉睫。本文研究的船用構(gòu)件力學(xué)性能測試平臺是一種多功能試驗機(jī)，可以對船用構(gòu)件進(jìn)行拉、壓力測試，以及應(yīng)急拖帶等多種試驗，其控制系統(tǒng)為電液伺服控制。液壓伺服系統(tǒng)中普遍存在非線性因素，大多數(shù)研究人員忽略此因素進(jìn)行建模，使得系統(tǒng)控制性能的分析不符合實際情況，因此研究非線性系統(tǒng)控制具有很重要的理論意義。本文結(jié)合測試平臺的自身結(jié)構(gòu)特點，重點考慮其中影響較大

2、的非線性因素，建立測試平臺液壓伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并對此模型進(jìn)行優(yōu)化。通過Matlab中的Simulink模塊將數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真，證明了優(yōu)化后的模型有著較好的控制特性。本文主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）根據(jù)測試平臺的結(jié)構(gòu)，分析其系統(tǒng)組成各部分的特性，以便建立測試平臺控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。電液伺服系統(tǒng)存在明顯的非線性因素，主要為液壓閥的流量-壓力非線性和動力機(jī)構(gòu)中的飽和、回環(huán)及摩擦等。運(yùn)用泰勒級數(shù)近似線性化方法對系統(tǒng)模型進(jìn)行線性化處理

3、，得到測試平臺控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
　?。?）由于常規(guī)泰勒級數(shù)近似線性化模型線性化過程忽略了高階項，與實際控制系統(tǒng)有一定偏差，而狀態(tài)反饋線性化方法可以較完整的保留控制系統(tǒng)的信息?；诖耍疚目紤]系統(tǒng)的非線性特征，建立控制系統(tǒng)的精確非線性數(shù)學(xué)模型，采用狀態(tài)反饋精確線性化方法將非線性數(shù)學(xué)模型線性化，消除了系統(tǒng)中的非線性因素的影響，得到狀態(tài)反饋精確線性化后的數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用線性二次型最優(yōu)控制理論對狀態(tài)反饋精確線性化后的數(shù)學(xué)模型設(shè)計控制器，